Chương 3 NỀN TẢNG NGÔN NGỮ C# Copyright By Vinhuni45kkl · Kiểu dữ liệu · Kiểu dữ liệu xây dựng sẵn · Chọn kiểu dữ liệu · Chuyển đổi các kiểu dữ liệu · Biến và hằng · Gán giá trị xác định cho biến · Hằng · Kiểu liệt kê · Kiểu chuỗi ký tự · Định danh · Biểu thức · Khoảng trắng · Câu lệnh · Phân nhánh không có điều kiện · Phân nhánh có điều kiện · Câu lệnh lặp · Toán tử · Namespace · Các chỉ dẫn biên dịch · Câu hỏi & bài tập Trong chương trước chúng ta đã tìm hiểu một chương trình C# đơn giản nhất. Chương trình đó chưa đủ để diễn tả một chương trình viết bằng ngôn ngữ C#, có quá nhiều phần và chi tiết đã bỏ qua. Do vậy trong chương này chúng ta sẽ đi sâu vào tìm hiểu cấu trúc và cú pháp của ngôn ngữ C#. Chương này sẽ thảo luận về hệ thống kiểu dữ liệu, phân biệt giữa kiể u dữ liệu xây dựng sẵn (như int, bool, string…) với kiểu dữ liệu do người dùng định nghĩa (lớp hay cấu trúc do người lập trình tạo ra .). Một số cơ bản khác về lập trình như tạo và sử dụng biến dữ liệu hay hằng cũng được đề cập cùng với cấu trúc liệt kê, chuỗi, định danh, biểu thức và cậu lệnh. Trong phần hai của chương hướ ng dẫn và minh họa việc sử dụng lệnh phân nhánh if, switch, while, do .while, for, và foreach. Và các toán tử như phép gán, phép toán logic, phép toán quan hệ, và toán học . Như chúng ta đã biết C# là một ngôn ngữ hướng đối tượng rất mạnh, và công việc của người lập trình là kế thừa để tạo và khai thác các đối tượng. Do vậy để nắm vững và phát triển tốt người lập trình cần phải đi từ những bước đi dầu tiên tức là đi vào tìm hiểu những phần cơ bản và cốt lõi nhất của ngôn ngữ. Kiểu dữ liệu C# là ngôn ngữ lập trình mạnh về kiểu dữ liệu, một ngôn ngữ mạnh về kiểu dữ liệu là phải khai báo kiểu của mỗi đối tượng khi tạo (kiểu số nguyên, số thực, kiểu chuỗi, kiểu đi ều khiển .) và trình biên dịch sẽ giúp cho người lập trình không bị lỗi khi chỉ cho phép một loại kiểu dữ liệu có thể được gán cho các kiểu dữ liệu khác. Kiểu dữ liệu của một đối tượng là một tín hiệu để trình biên dịch nhận biết kích thước của một đối tượng (kiểu int có kích thước là 4 byte) và khả năng của nó (như một đối tượng button có thể vẽ, phả n ứng khi nhấn, .). Tương tự như C++ hay Java, C# chia thành hai tập hợp kiểu dữ liệu chính: Kiểu xây dựng sẵn (built- in) mà ngôn ngữ cung cấp cho người lập trình và kiểu được người dùng định nghĩa (user-defined) do người lập trình tạo ra. C# phân tập hợp kiểu dữ liệu này thành hai loại: Kiểu dữ liệu giá trị (value) và kiểu dữ liệu tham chiếu (reference). Việc phân chi này do sự khác nhau khi lưu kiểu dữ liệu giá trị và kiểu d ữ liệu tham chiếu trong bộ nhớ. Đối với một kiểu dữ liệu giá trị thì sẽ được lưu giữ kích thước thật trong bộ nhớ đã cấp phát là stack. Trong khi đó thì địa chỉ của kiểu dữ liệu tham chiếu thì được lưu trong stack nhưng đối tượng thật sự thì lưu trong bộ nhớ heap. Nếu chúng ta có một đối tượng có kích thước rất lớn thì việc lư u giữ chúng trên bộ nhớ heap rất có ích, trong chương 4 sẽ trình bày những lợi ích và bất lợi khi làm việc với kiểu dữ liệu tham chiếu, còn trong chương này chỉ tập trung kiểu dữ kiểu cơ bản hay kiểu xây dựng sẵn. Ghi chú: Tất cả các kiểu dữ liệu xây dựng sẵn là kiểu dữ liệu giá trị ngoại trừ các đối tượng và chuỗi. Và tất cả các kiểu do người dùng định nghĩa ngoại trừ kiểu cấu trúc đều là kiểu dữ liệu tham chiếu. Ngoài ra C# cũng hỗ trợ một kiểu con trỏ C++, nhưng hiếm khi được sử dụng, và chỉ khi nào làm việc với những đoạn mã lệnh không được quản lý (unmanaged code). Mã lệnh không được quản lý là các lệnh được viết bên ngoài nền .MS.NET, như là các đối tượng COM. Kiểu dữ liệu xây dựng sẵn Ngôn ngữ C# đưa ra các kiểu dữ liệu xây dựng sẵn rất hữu dụng, phù hợp với một ngôn ngữ lập trình hiện đại, mỗi kiểu dữ liệu được ánh xạ đế n một kiểu dữ liệu được hỗ trợ bởi hệ thống xác nhận ngôn ngữ chung (Common Language Specification: CLS) trong MS.NET. Việc ánh xạ các kiểu dữ liệu nguyên thuỷ của C# đến các kiểu dữ liệu của .NET sẽ đảm bảo các đối tượng được tạo ra trong C# có thể được sử dụng đồng thời với các đối tượng được tạo bởi bất cứ ngôn ngữ khác được biên dịch bở i .NET, như VB.NET. Mỗi kiểu dữ liệu có một sự xác nhận và kích thước không thay đổi, không giống như C++, int trong C# luôn có kích thước là 4 byte bởi vì nó được ánh xạ từ kiểu Int32 trong . NET. Bảng 3.1 sau sẽ mô tả một số các kiểu dữ liệu được xây dựng sẵn Kiểu C# Số byte Kiểu .NET Mô tả byte 1 Byte Số nguyên dương không dấu từ 0-255 char 2 Char Ký tự Unicode bool 1 Boolean Giá trị logic true/ false sbyte 1 Sbyte Số nguyên có dấu ( từ -128 đến 127) short 2 Int16 Số nguyên có dấu giá trị từ -32768 đến 32767. ushort 2 Uịnt16 Số nguyên không dấu 0 – 65.535 int 4 Int32 Số nguyên có dấu –2.147.483.647 và 2.147.483.647 uint 4 Uint32 Số nguyên không dấu 0 – 4.294.967.295 float 4 Single Kiểu dấu chấm động, giá trị xấp xỉ từ 3,4E- 38 đến 3,4E+38, với 7 chữ số có ngh ĩa double 8 Double Kiểu dấu chấm động có độ chính xác gấp đôi, giá trị xấp xỉ từ 1,7E-308 đến 1,7E+308, với 15,16 chữ số có ngh ĩa. decimal 8 Decimal Có độ chính xác đến 28 con số và giá trị thập phân, được dùng trong tính toán tài chính, kiểu này đòi hỏi phải có hậu tố “m” hay “M” theo sau giá t rị. long 8 Int64 Kiểu số nguyên có dấu có giá trị trong khoảng : -9.223.370.036.854.775.808 đến 9.223.372.036.854.775.807 ulong 8 Uint64 Số nguyên không dấu từ 0 đến 0xffffffffffffffff Bảng 3.1 : Mô tả các kiểu dữ liệu xây dựng sẵn. Ghi chú: Kiểu giá trị logic chỉ có thể nhận được giá trị là true hay false mà thôi. Một giá trị nguyên không thể gán vào một biến kiểu logic trong C# và không có bất cứ chuyển đổi ngầm định nào. Điều này khác với C/C++, cho phép biến logic được gán giá trị nguyên, khi đó giá trị nguyên 0 là false và các giá trị còn lại là true. Chọn kiểu dữ liệu Thông thường để chọn một ki ểu dữ liệu nguyên để sử dụng như short, int hay long thường dựa vào độ lớn của giá trị muốn sử dụng. Ví dụ, một biến ushort có thể lưu giữ giá trịtừ 0 đến 65.535, trong khi biến ulong có thể lưu giữ giá trị từ 0 đến 4.294.967.295, do đó tùy vào miền giá trị của phạm vi sử dụng biến mà chọn các kiểu dữ liệu thích hợp nhất. Kiểu dữ liệ u int thường được sử dụng nhiều nhất trong lập trình vì với kích thước 4 byte của nó cũng đủ để lưu các giá trị nguyên cần thiết.Kiểu số nguyên có dấu thường được lựa chọn sử dụng nhiều nhất trong kiểu số trừ khi có lý do chính đáng để sử dụng kiểu dữ liệu không dấu. Stack và Heap Stack là một cấu trúc dữ liệu lưu trữ thông tin dạng xếp chồng tức là vào sau ra trước (Last In First Out : LIFO), điều này giống như chúng ta có một chồng các đĩa, ta cứ xếp các đĩa vào chồng và khi lấy ra thì đĩa nào nằm trên cùng sẽ được lập ra trước, tức là đĩa vào sau sẽ được lấy ra trước. Trong C#, kiểu giá trị như kiểu số nguyên được cấp phát trên stack, đây là vùng nhớ được thiết lậ p để lưu các giá trị, và vùng nhớ này được tham chiếu bởi tên của biến. Kiểu tham chiếu như các đối tượng thì được cấp phát trên heap. Khi một đối tượng được cấp phát trên heap thì địa chỉ của nó được trả về, và địa chỉ này được gán đến một tham chiếu. Thỉnh thoảng cơ chế thu gom sẽ hũy đối tượng trong stack sau khi một vùng trong stack được đánh dấu là kết thúc. Thông thường mộ t vùng trong stack được định nghĩa bởi một hàm. Do đó, nếu chúng ta khai báo một biến cục bộ trong một hàm là một đối tượng thì đối tượng này sẽ đánh dấu để hũy khi kết thúc hàm. Những đối tượng trên heap sẽ được thu gom sau khi một tham chiếu cuối cùng đến đối tượng đó được gọi. Cách tốt nhất khi sử dụng biến không dấu là giá trị của biến luôn luôn dươ ng, biến này thường thể hiện một thuộc tính nào đó có miền giá trị dương. Ví dụ khi cần khai báo một biến lưu giữ tuổi của một người thì ta dùng kiểu byte (số nguyên từ 0-255) vì tuổi của người không thể nào âm được. Kiểu float, double, và decimal đưa ra nhiều mức độ khác nhau về kích thước cũng như độ chính xác.Với thao tác trên các phân số nhỏ thì kiểu float là thích hợp nhất. Tuy nhiên lưu ý rằng trình biên dị ch luôn luôn hiểu bất cứ một số thực nào cũng là một số kiểu double trừ khi chúng ta khai báo rõ ràng. Để gán một số kiểu float thì số phải có ký tự f theo sau. float soFloat = 24f; Kiểu dữ liệu ký tự thể hiện các ký tự Unicode, bao gồm các ký tự đơn giản, ký tự theo mã Unicode và các ký tự thoát khác được bao trong những dấu nháy đơn. Ví dụ, A là một ký tự đơn giản trong khi \u0041 là một ký tự Unicode. Ký tự thoát là những ký tự đặc biệt bao gồm hai ký tự liên tiếp trong đó ký tự dầu tiên là dấu chéo ‘\’. Ví dụ, \t là dấu tab. Bảng 3.2 trình bày các ký tự đặc biệt. Ký tự Ý nghĩa \’ Dấu nháy đơn \” Dấu nháy kép \\ Dấu chéo \0 Ký tự null \a Alert \b Backspace \f Sang trang form feed \n Dòng mới \r Đầu dòng \t Tab ngang \v Tab dọc Bảng 3.2 : Các kiểu ký tự đặc biệt. Chuyển đổi các kiểu dữ liệu Những đối tượng của một kiểu dữ liệu này có thể được chuyển sang những đối tượng của một kiểu dữ liệu khác thông qua cơ chế chuyển đổi tường minh hay ngầm định. Chuyển đổi nhầm định được thực hiện một cách tự động, trình biên dịch s ẽ thực hiện công việc này. Còn chuyển đổi tường minh diễn ra khi chúng ta gán ép một giá trị cho kiểu dữ liệu khác. Việc chuyển đổi giá trị ngầm định được thực hiện một cách tự động và đảm bảo là không mất thông tin. Ví dụ, chúng ta có thể gán ngầm định một số kiểu short (2 byte) vào một số kiểu int (4 byte) một cách ngầm định. Sau khi gán hoàn toàn không mất dữ liệu vì bất cứ giá trị nào củ a short cũng thuộc về int: short x = 10; int y = x; // chuyển đổi ngầm định Tuy nhiên, nếu chúng ta thực hiện chuyển đổi ngược lại, chắc chắn chúng ta sẽ bị mất thông tin. Nếu giá trị của số nguyên đó lớn hơn 32.767 thì nó sẽ bị cắt khi chuyển đổi. Trình biên dịch sẽ không thực hiện việc chuyển đổi ngầm định từ số kiểu int sang số kiểu short: short x; int y = 100; x = y; // Không biên dịch, lỗi !!! Để không bị lỗi chúng ta phải dùng lệnh gán tường minh, đoạn mã trên được viết lại như sau: short x; int y = 500; x = (short) y; // Ép kiểu tường minh, trình biên dịch không báo lỗi Biến và hằng Một biến là một vùng lưu trữ với một kiể u dữ liệu. Trong ví dụ trước cả x, và y điều là biến. Biến có thể được gán giá trị và cũng có thể thay đổi giá trị khi thực hiện các lệnh trong chương trình. Để tạo một biến chúng ta phải khai báo kiểu của biến và gán cho biến một tên duy nhất. Biến có thể được khởi tạo giá trị ngay khi được khai báo, hay nó cũng có thể được gán một giá trị mới vào bất cứ lúc nào trong chương trình. Ví dụ 3.1 sau minh họ a sử dụng biến. Ví dụ 3.1: Khởi tạo và gán giá trị đến một biến. ----------------------------------------------------------------------------- class MinhHoaC3 { static void Main() { int bien1 = 9; System.Console.WriteLine(“Sau khi khoi tao: bien1 ={0}”, bien1); bien1 = 15; System.Console.WriteLine(“Sau khi gan: bien1 ={0}”, bien1); } } ----------------------------------------------------------------------------- Kết quả: Sau khi khoi tao: bien1 = 9 Sau khi gan: bien1 = 15 ----------------------------------------------------------------------------- Ngay khi khai báo biến ta đã gán giá trị là 9 cho biến, khi xuất biến này thì biến có giá trị là 9. Thực hiện phép gán biến cho giá trị mới là 15 thì biến sẽ có giá trị là 15 và xuất kết quả là 15. Gán giá trị xác định cho biến C# đòi hỏi các biến phải được khởi tạo trước khi được sử dụng. Để kiểm tra luật này chúng ta thay đổi dòng lệnh khởi tạo biến bien1 trong ví dụ 3.1 như sau: int bien1; và giữ nguyên phần còn lại ta được ví dụ 3.2: Ví dụ 3.2: Sử dụng một biến không khởi tạo. ----------------------------------------------------------------------------- class MinhHoaC3 { static void Main() { int bien1; System.Console.WriteLine(“Sau khi khoi tao: bien1 ={0}”, bien1); bien1 = 15; System.Console.WriteLine(“Sau khi gan: bien1 ={0}”, bien1); } } ----------------------------------------------------------------------------- Khi biên dịch đoạn chương trình trên thì trình biên dịch C# sẽ thông báo một lỗi sau: .error CS0165: Use of unassigned local variable ‘bien1’ Việc sử dụng biến khi chưa được khởi tạo là không hợp lệ trong C#. Ví dụ 3.2 trên không hợp lệ. Tuy nhiên không nhất thiết lúc nào chúng ta cũng phải khởi tạo biến. Nhưng để dùng được thì bắt buộc phải gán cho chúng một giá trị trước khi có một lệnh nào tham chiếu đến biến đó. Điều này được gọi là gán giá trị xác định cho biến và C# bắt buộc phải thực hiện điều này. Ví dụ 3.3 minh họa một chương trình đúng. Ví dụ 3.3: Biến không được khi tạo nhưng sau đó được gán giá trị. ----------------------------------------------------------------------------- class MinhHoaC3 { static void Main() { int bien1; bien1 = 9; System.Console.WriteLine(“Sau khi khoi tao: bien1 ={0}”, bien1); bien1 = 15; System.Console.WriteLine(“Sau khi gan: bien1 ={0}”, bien1); } } ----------------------------------------------------------------------------- Hằng Hằng cũng là một biến nhưng giá trị của hằng không thay đổi. Biến là công cụ rất mạnh,tuy nhiên khi làm việc với một giá trị được định nghĩa là không thay đổi, ta phải đảm bảo giátrị của nó không được thay đổi trong suốt chương trình. Ví dụ, khi lập một chương trình thí nghiệm hóa học liên quan đến nhiệt độ sôi, hay nhiệt độ đông của nướ c, chương trình cần khai báo hai biến là DoSoi và DoDong, nhưng không cho phép giá trị của hai biến này bị thay đổi hay bị gán. Để ngăn ngừa việc gán giá trị khác, ta phải sử dụng biến kiểu hằng. Hằng được phân thành ba loại: giá trị hằng (literal), biểu tượng hằng (symbolic constants), kiểu liệu kê (enumerations). Giá trị hằng: ta có một câu lệnh gán như sau: x = 100; Giá trị 100 là giá trị hằng. Giá trị của 100 luôn là 100. Ta không thể gán giá trị khác cho 100 được. Biể u tượng hằng: gán một tên cho một giá trị hằng, để tạo một biểu tượng hằng dùng từ khóa const và cú pháp sau: <const> <type> <tên hằng> = <giá trị>; Một biểu tượng hằng phải được khởi tạo khi khai báo, và chỉ khởi tạo duy nhất một lần trong suốt chương trình và không được thay đổi. Ví dụ: const int DoSoi = 100; Trong khai báo trên, 32 là một hằng số và DoSoi là một biểu tượng hằng có kiểu nguyên. Ví dụ 3.4 minh họa việc sử dụng những biểu tượng hằng. Vi dụ 3.4: Sử dụng biểu tượng hằng. ----------------------------------------------------------------------------- class MinhHoaC3 { static void Main() { const int DoSoi = 100; // Độ C const int DoDong = 0; // Độ C System.Console.WriteLine( “Do dong cua nuoc {0}”, DoDong ); System.Console.WriteLine( “Do soi cua nuoc {0}”, DoSoi ); } } ----------------------------------------------------------------------------- Kết quả: Do dong cua nuoc 0 Do soi cua nuoc 100 ----------------------------------------------------------------------------- . bien1; bien1 = 9; System.Console.WriteLine(“Sau khi khoi tao: bien1 ={0}”, bien1); bien1 = 15 ; System.Console.WriteLine(“Sau khi gan: bien1 ={0}”, bien1);. int bien1 = 9; System.Console.WriteLine(“Sau khi khoi tao: bien1 ={0}”, bien1); bien1 = 15 ; System.Console.WriteLine(“Sau khi gan: bien1 ={0}”, bien1); }